数字孪生正在重塑制造业。

数字孪生技术的核心是在虚拟3D环境中重建复杂真实物件的高度精细模型。今天，从重型制造设备到人类心脏，打造出其数字孪生都不在话下。

制造商能够在实际投产前对产品进行细致入微的测试、校正和强化。

数字孪生是一种能够快速打造原型的工具，不仅能够加快创新，还能节省成本。制造商能够在实际投产前对产品进行细致入微的测试、校正和强化。     

佛罗里达理工学院先进制造与创新设计中心的执行总监Michael Grieves表示：“因为在虚拟环境中能以更低成本、更快速度完成设计，所以我们想在虚拟环境中开发产品、测试产品、校正产品以及支持产品。只有我们感到各方面都已完善，我们才会进入实际生产。”

然而，数字孪生的真正潜力远超这一概念和产前步骤。当融入平台环境时，数字孪生能够帮助企业从设计制造直至市场营销、销售、交付，为所有利益相关方创建一致、综合全面的体验。

数字孪生可提供用于研究、调整和重新配置的高精度仿真。它们构建在日渐成熟的平台上，平台足以提供超越设计工程师所需的高保真度模型以外的所有功能。

如果是在较先进的平台上开发，那么创造出的成果可供多个机构使用。例如，如果能把数字孪生从原型设计阶段导出为市场营销人员能够使用的形式，它就能提供虚拟现实（VR）体验，让客户在实际购买前先体验产品。

此外，先进的数字孪生还提供仿真和再现老化磨损情况的售后支持。关心现有机器设备维护的客户， 可以将使用数据和传感器数据上传到数字孪生，这样就可以在最短的时间内预测可能出现的问题，从而减少了分析诊断问题而在现场拆卸设备所带来的不确定性与耗时。

还有一些极大型系统中的系统的数字孪生，比如完整制造产业园区乃至一座现代城市。管理人员使用这些超大规模模型来仿真老化中的基础设施所产生的波及效应，以及与整体拆除、彻底翻修更换相比，逐步升级的成本与优势。

达索系统3DEXPERIENCE平台擅于仿真高精度极大规模环境。平台的所有元素都通过统一的基于云的接口接入，关联市场营销、销售与工程设计，同时为每个部门提供一致的3D设计、运营分析、社交媒体和协作工具。除了用数字孪生获得洞察，打通运营壁垒，达索系统技术还方便每个人在整个生命周期内分享与这些复杂的产品与系统有关的认知和结论。

下面是主要行业如何从数字孪生获益的简要介绍。

航空航天：制造商正在将数字孪生广泛用于从发动机设计、飞机设计到强化型客舱设计的各领域。航空航天行业传统上极为重视由数据驱动的设计，加上近期物联网传感器在改善运营效率和预测性维护方面价值骤增，让数字孪生在这个领域的用途更广、更有成效。

政务：达索系统已为新加坡创建完整的数字孪生。达索系统使用从多个源头采集的图像和数据为新加坡创建出细致入微的虚拟城市模型。这些数据包括几何数据、拓扑数据和环境数据。然后将气候特征到交通模式等一系列信息加入模型中。

新加坡数字孪生让用户能够探索拟定项目对城市的影响，“开发能够优化物流、治理、环境经营、灾害管理、基础设施、国土安全、社区服务的解决方案。”

矿业：数字孪生帮助矿业公司在投入资金和劳动力之前，对矿场开采方法的风险与回报进行评估。此外，数字孪生还帮助矿业公司探究替代燃料、货运排程以及能源与水资源依赖度带来的影响。

发电：数字孪生已在可再生能源方面得到广泛应用。在这个领域峰值风机效率是关键，功率输出随风速等不可控变量上下波动。在发电厂层面，关键设备发生一次故障就会造成设施停运数月之久。数字孪生能够用于强化预测性维护排程。

制造业：除了原型制作和设计方面的既有优势，制造商能够使用数字孪生优化供应链。例如，供应商可能发现制造商使用次优材料制造部件，提出更优质的替代品建议。数字孪生则能验证替代品是否能够达到预期效果。

此外，数字孪生还能用于逆向物流，包括安全处置使用报废产品。通过仿真产品的使用以及后续的分解、回收和再制造过程，数字孪生能够营造全新的可持续业务关系。

数字孪生实际原型设计和生产阶段带来更精细的设计，增强了实时测试并提高人为判断的价值。使用极为精细的数字孪生设计虚拟工作环境，有助于再造工作场所，提高安全与效率。数字孪生还有助于发现制造流程和装配流程中的潜在故障，比如工作人员难以顺畅安全地触及的部件，或是工作流程中的瓶颈。

此外，数字孪生环境还便于企业测试工作人员提出的建议和改进方案，比如修改流程以减轻重复性应激损伤，或是消除非必要动作。这样可以保障工作人员安全，提高生产率，以可靠方式获得反馈意见，促进制造流程的持续改进。

数字孪生不仅仅是在重塑制造业，更是在颠覆我们发明、制造、购买和维修机器设备的方式，打造更美好的世界。

作者：Cameron Wilson和Jason Compton，报告整理自麦肯锡Karel Eloot博士在2018体验时代的制造业大会演讲相关记录。